（通訊員：許達城）《IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers(TCAS-I)》近日在線刊發了我院畢曉君教授團隊關于矽基寬帶高線性驅動放大器的最新研究成果“A Linear High-Efficiency Distributed Power Amplifier Utilizing Class-AB and Inverse-Class-C Complementary Structure”。我院博士研究生盛超帝為論文第一作者，我院畢曉君教授為論文唯一通訊作者，6774澳门永利為論文第一完成單位。
随着電子通信技術的不斷發展，驅動放大器因為可通過放大信号幅度增加通信覆蓋範圍而被廣泛應用于無線通信系統中。然而，随着無線通訊系統的數據流量急劇增長，傳統的線性PA架構由于難以兼顧高線性度與低功率附加功耗（PAE）而面臨巨大挑戰。而寬帶PA（DPA）架構在帶寬、增益、線性度、輸出功率等性能上更具有競争力，基于此，本論文提出了一種基于互補結構的新型線性寬帶高效寬帶功率放大器。
圖1 寬帶功率放大器芯片照片
本文提出的寬帶線性放大器結構，具備接近200%的相對帶寬，同時通過組合不同線性的放大級，在保持高效率的同時提高線性度。分布式放大器的各個放大級分屬于兩種不同的增益單元（GC），分為深AB類GC和反相C類GC。本文所提出的反相C類GC可以對來自深AB類GC的信号在波谷附近進行補償，從而顯著提高DPA的諧波抑制性能，進一步地可節省互補放大器的功耗。通過将兩種類型的GC集成到同一個分布式架構中，有效地補償了由于晶體管截止頻率較低而導緻的帶寬減少，從而顯著拓展了PA的帶寬。此外，本文還通過電流型偏置網絡以防止放大器基極電流對産生偏置地電路産生潛在幹擾，從而有效減小了偏置電流的波動範圍，增強了DPA的穩定性。
圖2 反相C類和深AB類信号的頻域相位疊加關系
當反相C類GC開啟時，6 GHz頻段的2/3次諧波抑制提高了13 dB/6 dB，在13 dBm輸出功率下，諧波抑制性能達到41.8 dBc/39.1 dBc。當反相C類GC開啟時，輸出1 dB壓縮點提高1 dB，OP1dB為19.2 dBm；飽和輸出功率提高0.9 dB，為19.43 dBm。在輸出功率約為19 dBm時，峰值PAE為33.6%。與現有技術相比，所提出的DPA在實現寬帶寬的同時，具有最高的峰值PAE、相鄰通道功率比（ACPR）和2/3次諧波抑制比。
圖3 放大器帶寬測試結果
圖4 輸出飽和功率和1 dB壓縮點的測量結果
圖5 PAE的仿真與測量結果
文章地址：https://ieeexplore.ieee.org/document/10417859/
團隊介紹：
6774澳门永利畢曉君教授長期從事高速光通信集成電路、毫米波集成電路方面的研究工作。入選國家級青年人才計劃、承擔國家重點研發計劃課題2項、國家自然科學基金項目3項、業界龍頭企業合作研究項目多項；突破多項矽基光通信集成電路、毫米波集成電路的性能瓶頸，包括：率先實現矽基130 GBaud+矽基驅動放大器、跨阻放大器芯片、100 G EPIC收發機芯片、4×25 GBaud高靈敏度跨阻放大器芯片、75-110 GHz高靈敏度成像接收機芯片等。以第一/通訊作者在國際一流期刊發表SCI論文20多篇，包括IEEE Trans論文20多篇；獲授權發明專利20多項，美國專利1項。任IEEE JSSC、T-CAS I、T-MTT等電路領域權威期刊審稿人，IEEE ICTA會議TPC及分會主席。
